dcs控制系統(tǒng)中的通信技術(shù)

《dcs控制系統(tǒng)中的通信技術(shù)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、DCS控制系統(tǒng)中的通信技術(shù)　　從dcs控制系統(tǒng)的級成結(jié)構(gòu)看可以分為三大部分：帶I/O部件的控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)接口(HSI)?？刂破鱅/O部件直接與生產(chǎn)過程相連,接收現(xiàn)場設(shè)備送來的信號;人機(jī)接口是操作人員與DCS相互交換信息的設(shè)備;通訊網(wǎng)絡(luò)將控制器和人機(jī)接口聯(lián)系起來,形成一個有機(jī)的整體。早期的DCS系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)都是專用的,DCS有幾級網(wǎng)絡(luò),完成不同模件之間的通訊。從目前的情況DCS控制系統(tǒng)中的通信技術(shù)　　從dcs控制系統(tǒng)的級成結(jié)構(gòu)看可以分為三大部分：帶I/O部件的控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)接口(HSI)?？刂破鱅/O部件直接與生產(chǎn)過程相連,接收現(xiàn)場設(shè)備送來的信號

2、;人機(jī)接口是操作人員與DCS相互交換信息的設(shè)備;通訊網(wǎng)絡(luò)將控制器和人機(jī)接口聯(lián)系起來,形成一個有機(jī)的整體。早期的DCS系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)都是專用的,DCS有幾級網(wǎng)絡(luò),完成不同模件之間的通訊。從目前的情況來看,DCS的最多網(wǎng)絡(luò)級有四級,它們分別是I/O總線、現(xiàn)場總線、控制總線和DCS網(wǎng)絡(luò)。　　I/O總線，它把多種I/O信號送到控制器，由控制器讀取I/O信號。這稱為I/O總線。I/O板相互之間并不交換數(shù)據(jù)。I/O總線的速率是不高的。從幾十K到幾兆不等。這與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展情況有關(guān)。80年代初是20K，80年代中期是40K、80年代末期是80K，90年代是幾兆。為了快速，最

3、好是并行總線。采用并行總線，其I/O模件必需與控制器模件相鄰。采用串行總線的情況下，I/O板和控制器之間的距離也要比較近才行。最好把控制器模件和I/O模件裝在一個機(jī)柜內(nèi)或相鄰的機(jī)柜內(nèi)。遠(yuǎn)程I/O應(yīng)該采用現(xiàn)場總線。如CAN、LONWORKS、HART總線等?，F(xiàn)場總線是90年代初發(fā)展起來的。在I/O板中從硬件來說應(yīng)該有能接收現(xiàn)場總線來的信號的輸入、輸出板。從軟件來說在控制器中應(yīng)該有讀取和寫到現(xiàn)場總線信號的功能塊。在DCS系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程I/O采用HART總線比較多。比如現(xiàn)場的變送器，離控制器機(jī)柜距璃比較遠(yuǎn)，把16個變送器來的信號編成為一組，用HART總線把信號送到控制器

4、，空制器同時讀進(jìn)16個變送器來的信號?？刂破骱妥兯推鲀烧呔嚯x可達(dá)1公里以上。在從美國、歐洲進(jìn)口的DCS系統(tǒng)中，幾乎都有HART協(xié)議板。實(shí)際應(yīng)用中，遠(yuǎn)程信號是比較多的。如水泥廠，回轉(zhuǎn)窯的窯頭與窯尾，兩者距離有幾百米，如果在網(wǎng)絡(luò)上設(shè)兩個結(jié)點(diǎn)，需要兩套結(jié)點(diǎn)的接口模件，接口模件的費(fèi)用比較高，如果設(shè)一個結(jié)點(diǎn)，在地理位置上不管結(jié)點(diǎn)安排是在窯頭還是窯尾，都需要采用遠(yuǎn)程I/O?！　〉诙壘W(wǎng)絡(luò)是控制器之間的通訊，把完成不同任務(wù)的三種控制器連在一條總線上，稱為控制總線。在控制總線上的不同控制器的數(shù)量不受限制。在這一條總線上除三種不同的控制器模件以外，還有DCS網(wǎng)絡(luò)的接口模件。在控制

5、總線上，控制器之間可以調(diào)用數(shù)據(jù)。使得模擬量和開關(guān)量之間的結(jié)合很好?？刂瓶偩€不是每一種DCS系統(tǒng)都有的，可以把各種控制器分別連到DCS網(wǎng)絡(luò)上?？刂破髦g的數(shù)據(jù)調(diào)用要通過DCS網(wǎng)絡(luò)?？刂瓶偩€的速率情況與I/O總線的情況相類似。通常是幾十K到幾兆之間。當(dāng)CPU和存儲器的能力比較強(qiáng)時，把開關(guān)量的邏輯運(yùn)算和模擬量的采集功能都在一個控制器中完成。在控制總線上就只有一種形式的控制器。其協(xié)議采用載波監(jiān)聽，廣播發(fā)送，類似以太網(wǎng)的協(xié)議。　　第三級是DCS網(wǎng)絡(luò)。它把現(xiàn)場控制器和人機(jī)界面連成一個系統(tǒng)。為了確保通訊成功，DCS生產(chǎn)廠家無論是電纜，還是通訊口，都把它們做成冗余的。一條網(wǎng)絡(luò)發(fā)

6、生故障，另一條備用網(wǎng)絡(luò)立即投入運(yùn)行。備用方式各種DCS有別。如美國的LEEDS—NORTHROP的MAX-1系統(tǒng)采用冗余兩環(huán)信息正向和反向同時運(yùn)行。有的系統(tǒng)一個環(huán)在運(yùn)行，另一個等待?！　∵B在DCS通訊網(wǎng)絡(luò)上的部件稱為結(jié)點(diǎn)。在地理位置上，結(jié)點(diǎn)可以分散配置，各結(jié)點(diǎn)之間的距離各DCS系統(tǒng)不同。有的可達(dá)幾百米。傳輸速率在幾百K至一百兆之間。10兆是常用的速率。DCS網(wǎng)絡(luò)的總長度可達(dá)幾公里，最短也有幾百米，網(wǎng)絡(luò)不夠長時要加中繼器?！　∪N總線的通訊協(xié)議是由各DCS生產(chǎn)廠家自行開發(fā)的，通訊協(xié)議是不公開的?！　CS網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形式大致是三種，分別是總線形、環(huán)形和星形。星形結(jié)構(gòu)

7、通常只用于小系統(tǒng)。通訊協(xié)議有令牌廣播式，問詢式和存儲轉(zhuǎn)發(fā)式。問詢式協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)要有交通指揮器。所有人機(jī)界面要向控制器請求數(shù)據(jù)時，必需通過交通指揮器，由交通指揮器來向控制器請求數(shù)據(jù)?？刂破鞑拍馨l(fā)送信息給人機(jī)界面。如HONEYWELL的TDC2000，F(xiàn)ISHER的PROVOX，都有交通指揮器。在星形網(wǎng)絡(luò)中，人機(jī)界面(操作站)可以作為交通指揮器。它只能連接一個人機(jī)界面的結(jié)點(diǎn)。把它作為操作站。網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面也比較小。由一些回路控制器組成的系統(tǒng)通常都連成星形網(wǎng)絡(luò)。令牌廣播式由一個結(jié)點(diǎn)發(fā)出一個令牌(令牌是特別的比特組，比特組內(nèi)無源地址和目的地址)，令牌沿環(huán)繞行。拿到這個令牌的

8、結(jié)點(diǎn)就改變令牌中一個特定